[發(fā)明專利]基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相系統(tǒng)及其照相方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610059154.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105761243A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 荊海龍;薛俊鵬;范文文;潘雷雷
• 申請（專利權(quán)）人: 四川川大智勝軟件股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T3/40
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 熊曉果;王蕓

1.一種基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相系統(tǒng)，其特征在于，包括處理單元和至少兩個(gè)測量單元，所述測量單元均與所述處理單元連接，其中，

所述測量單元包括投影組件、照相元件和同步模塊，所述同步模塊輸出結(jié)構(gòu)光視頻至所述投影組件，所述投影組件將所述結(jié)構(gòu)光視頻投影在被采集者的面部，而且所述同步模塊每發(fā)送一幀所述結(jié)構(gòu)光視頻，同時(shí)還發(fā)送一個(gè)觸發(fā)信號至所述照相元件，使所述照相元件拍攝被采集者的人臉圖像，并且所述照相元件將拍攝的人臉圖像實(shí)時(shí)傳輸至所述處理單元；

所述測量單元依次完成對被采集者的人臉圖像的采集，并且當(dāng)全部的所述測量單元采集完成后，所述處理單元根據(jù)每個(gè)所述測量單元采集的人臉圖像，以及所述測量單元中所述照相元件的標(biāo)定參數(shù)和所述測量單元間的標(biāo)定參數(shù)，而生成被采集者面部的三維模型。

2.如權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相系統(tǒng)，其特征在于，所述觸發(fā)信號為脈沖信號，并且在所述同步模塊在發(fā)送每一幀所述結(jié)構(gòu)光視頻的起始時(shí)刻，發(fā)送所述觸發(fā)信號至所述照相元件，以使所述照相元件的曝光時(shí)間涵蓋在所述投影組件投影每一幀所述結(jié)構(gòu)光視頻的出光時(shí)間內(nèi)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元分別與每個(gè)所述測量單元連接，以接收每個(gè)所述測量單元實(shí)時(shí)傳輸?shù)娜四槇D像，并控制每個(gè)所述測量單元在依次完成對被采集者的人臉圖像的采集。

4.如權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元分別與每個(gè)所述測量單元連接，并且每個(gè)所述測量單元依次連接，所述測量單元在完成對被采集者的人臉圖像的采集后，發(fā)送切換信號至下一個(gè)所述測量單元，使下一個(gè)所述測量單元開始對被采集者的人臉圖像的采集，直至全部的所述測量單元完成對被采集者的人臉圖像的采集。

5.如權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相系統(tǒng)，其特征在于，所述照相元件由兩臺彩色相機(jī)構(gòu)成，所述照相元件拍攝的人臉圖像為被采集者面部的彩色圖像，所述處理單元對所述彩色圖像進(jìn)行處理，獲得紋理圖像和灰度圖像，并根據(jù)所述測量單元中兩臺所述彩色相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)和所述測量單元間的標(biāo)定參數(shù)，而生成被采集者面部的三維模型。

6.如權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相系統(tǒng)，其特征在于，所述照相元件由一臺彩色相機(jī)和兩臺黑白相機(jī)構(gòu)成，所述照相元件拍攝的人臉圖像包括為被采集者面部的彩色圖像和被采集者面部的黑白圖像，所述處理單元分別對所述彩色圖像和所述黑白圖像進(jìn)行處理，而獲得紋理圖像與灰度圖像，并根據(jù)所述測量單元中所述彩色相機(jī)與兩臺所述黑白相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)以及所述測量單元間的標(biāo)定參數(shù)，而生成被采集者面部的三維模型。

7.一種應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相系統(tǒng)的照相方法，其特征在于，包括如下步驟，

S1：將標(biāo)定靶置于拍攝空間中，將各個(gè)測量單元分別設(shè)置在不同的位置，以獲得不同的視角，使每個(gè)所述測量單元的照相元件依次拍攝所述標(biāo)定靶，并拍攝的圖片實(shí)時(shí)地傳輸至處理單元，所述處理單元根據(jù)所述測量單元拍攝的標(biāo)定靶圖片，計(jì)算出的各個(gè)所述測量單元中所述照相元件的標(biāo)定參數(shù)，以及所述測量單元間的標(biāo)定參數(shù)；

S2：所述測量單元依次完成對被采集者的人臉圖像的采集，并且在所述測量單元采集被采集者人臉圖像的過程中，所述測量單元的同步模塊輸出結(jié)構(gòu)光視頻傳輸至所述測量單元的投影組件，由所述投影組件將所述結(jié)構(gòu)光視頻投影在被采集者的面部，而且所述同步模塊每發(fā)送一幀所述結(jié)構(gòu)光視頻，同時(shí)還發(fā)送一個(gè)觸發(fā)信號至所述照相元件，使所述照相元件拍攝被采集者的人臉圖像，并且所述照相元件將拍攝的人臉圖像實(shí)時(shí)傳輸至所述處理單元；

S3：當(dāng)全部的所述測量單元采集完成后，由所述處理單元根據(jù)每個(gè)所述測量單元采集的人臉圖像，以及所述測量單元中所述照相元件的標(biāo)定參數(shù)和所述測量單元間的標(biāo)定參數(shù)，而生成被采集者面部的三維模型。

8.如權(quán)利要求7所述的基于結(jié)構(gòu)光投影的三維全臉照相方法，其特征在于，S1步驟包括，

對所述標(biāo)定靶圖片進(jìn)行濾波降噪的圖像預(yù)處理操作；對經(jīng)圖像預(yù)處理后的所述標(biāo)定靶圖片，進(jìn)行特征提取，以定位所述標(biāo)定靶圖片上所述標(biāo)定靶的特征，并采用平面標(biāo)定方法，計(jì)算出的各個(gè)所述測量單元中所述照相元件的標(biāo)定參數(shù)，以及所述測量單元間的標(biāo)定參數(shù)。